與 AM/FM 廣播相比，廣播提供更多電臺(tái)和更大的覆蓋范圍。數(shù)字無(wú)線電廣播還顯著改善了接收效果，同時(shí)提供無(wú)噪音的 CD 質(zhì)量聲音。

然而，數(shù)字廣播包含不同的廣播標(biāo)準(zhǔn)——高清廣播、數(shù)字音頻廣播 （DAB） 和世界數(shù)字廣播 （DRM）——它們也占據(jù)了區(qū)域性的足跡。并且每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的硬件實(shí)現(xiàn)可能很昂貴，并且會(huì)增加電路板空間和功耗。

進(jìn)入軟件定義無(wú)線電 （SDR） 解決方案，它們能夠通過(guò)緊密耦合的射頻前端和基帶軟件在單芯片上支持多種數(shù)字無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)。SDR 是現(xiàn)代無(wú)線領(lǐng)域最重要的技術(shù)之一，可以調(diào)諧到任何頻段并實(shí)施不同的調(diào)制和解調(diào)方案。換句話說(shuō)，它可以通過(guò)使用可重新配置的硬件和強(qiáng)大的軟件來(lái)促進(jìn)同一設(shè)備中的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

在接收端，軟件定義的無(wú)線電通常將無(wú)線電信號(hào)直接饋送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC），以便在盡可能靠近天線的地方對(duì)接收器中的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化。然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、解調(diào)并分離到單獨(dú)的通道中。最后，將信號(hào)連接到處理器以調(diào)諧信號(hào)并提取調(diào)制的音頻或數(shù)據(jù)。

在發(fā)送端，軟件定義無(wú)線電在數(shù)字域執(zhí)行編碼、調(diào)制等，并將信號(hào)移交給數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC），以將信號(hào)轉(zhuǎn)換回模擬格式并將其傳遞給用于傳輸?shù)纳漕l功率放大器。

簡(jiǎn)而言之，支持 SDR 的 RF-CMOS 芯片可以通過(guò)動(dòng)態(tài)加載新的波形和協(xié)議來(lái)重新編程或重新配置不同的波形和協(xié)議。調(diào)制技術(shù)和性能特征等不同功能在軟件中定義為波形的一部分。

Silicon Labs 的 SDR 之旅

通常與無(wú)線通信相關(guān)的 SDR 技術(shù)正在汽車(chē)無(wú)線電設(shè)計(jì)中取得穩(wěn)步進(jìn)展，其中支持 SDR 的調(diào)諧器芯片可以通過(guò)軟件下載升級(jí)頻段、空中接口和無(wú)線電功能的其他方面。從芯片制造商的設(shè)計(jì)路線圖中可以明顯看出這一點(diǎn)。

例如，2017 年，當(dāng)挪威宣布推出數(shù)字無(wú)線電開(kāi)關(guān)時(shí)，瑞薩將其用于車(chē)載信息娛樂(lè)的 R-Car 片上系統(tǒng) （SoC） 通過(guò)整合 Silicon Labs 的 Dual Eagle Si47961/Si47962 模擬，將其用于支持 SDR 的平臺(tái)硬件前端的 AM/FM 收音機(jī)接收器和數(shù)字收音機(jī)調(diào)諧器。軟件方面，R-Car信息娛樂(lè)SoC集成了M‘s Style Technology開(kāi)發(fā)的數(shù)字無(wú)線電解調(diào)軟件。

在無(wú)線電調(diào)諧器 IC 的嵌入式 DSP 上運(yùn)行的軟件解調(diào)器使信息娛樂(lè)系統(tǒng) SoC 能夠支持模擬和數(shù)字無(wú)線電規(guī)范?？爝M(jìn)到 2019 年，Silicon Labs 已將混合 SDR 調(diào)諧器納入其 Dual Eagle 系列 AM/FM 接收器和數(shù)字無(wú)線電調(diào)諧器，以在一個(gè)通用平臺(tái)上支持全球數(shù)字無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)。

圖 2：支持 DRM 的Si4796x混合 SDR 芯片將 AM/FM 無(wú)線電接收器與 HD-Radio?/DAB/DAB+/DMB/DRM 調(diào)諧器相結(jié)合。

當(dāng)單一平臺(tái)可以解調(diào)和解碼全球數(shù)字無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，它可以簡(jiǎn)化汽車(chē)無(wú)線電設(shè)計(jì)并降低成本。Silicon Labs 的混合 SDR 技術(shù)提供基于 DSP 的功能，例如最大比合并 （MRC）、數(shù)字自動(dòng)增益控制 （AGC）、數(shù)字無(wú)線電快速檢測(cè)和動(dòng)態(tài)零中頻 （ZIF） I/Q。

該公司支持 DRM 標(biāo)準(zhǔn)的 Si479x7 調(diào)諧器是先前用于瑞薩電子 R-Car 信息娛樂(lè)設(shè)計(jì)的 Dual Eagle AM/FM 接收器和數(shù)字收音機(jī)調(diào)諧器的擴(kuò)展。這是該公司首款支持 DRM 標(biāo)準(zhǔn)的汽車(chē)收音機(jī)調(diào)諧器，它是當(dāng)前在 AM 和 FM/VHF 頻段運(yùn)行的模擬無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量數(shù)字替代品。

值得注意的是，單一數(shù)字無(wú)線電平臺(tái)可以通過(guò)基于 SDR 的設(shè)計(jì)或使用調(diào)諧器加協(xié)處理器方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，在多通道射頻系統(tǒng)中，后一種以 SoC 為中心的方法仍然需要大量的模擬信號(hào)處理。這反過(guò)來(lái)又會(huì)導(dǎo)致對(duì)射頻干擾的敏感性以及電路板尺寸和模擬設(shè)計(jì)復(fù)雜性的增加。

更多數(shù)字無(wú)線電切換

基于 SDR 的解決方案通常以為藍(lán)牙、Wi-Fi 和 GPS 等多種連接技術(shù)提供單一無(wú)線通信平臺(tái)而聞名，現(xiàn)已成為數(shù)字無(wú)線電廣播設(shè)計(jì)方案中的關(guān)鍵要素。支持 SDR 的調(diào)諧器可幫助汽車(chē) OEM 和一級(jí)供應(yīng)商創(chuàng)建單一平臺(tái)來(lái)解調(diào)和解碼全球數(shù)字無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)。

除了促進(jìn)在 AM 和 FM/VHF 頻帶中運(yùn)行的當(dāng)前模擬無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量數(shù)字替代之外，SDR 解決方案還確保通過(guò)軟件下載（即無(wú)線 （OTA） 升級(jí)）輕松適應(yīng)區(qū)域變化，而汽車(chē)收音機(jī)仍在使用中。

審核編輯：郭婷